路面破碎技术（精选6篇）
路面破碎技术 篇1
道路问题一直在困扰着我们, 很多人一直在研究着与之相关的问题, 想从不同的视角去看待问题, 去解决问题, 不断地发现新的方式打破传统的观念。我们是知道的对于混凝土路面由于年代的问题、超载等等问题极易造成混凝土的路面出现断裂破损的情况。路面问题一直都是影响道路寿命的主要因素之一, 我们曾尝试过对混凝土路面的不断改造但收到的效果不是很明显, 现在我们引进了一种较为先进的技术对于旧的路面进行破碎处理操作, 取得了不错的效果。在很大的程度上提高了我们的经济与社会的双重收益。下面是对于这项技术的介绍与分析。
1 传统的水泥混凝土路面改造方法
水泥混凝土在我国的应用有了很久的历史, 长期以来对于旧的路面一直是很严峻的问题。早期对于这类问题处理的主要方案就是进行一些简单的拉毛处理, 重新铺一层路面的方式, 采取这个办法主要有两方面原因, 一是受资金的影响, 俗话说的好寸土寸金在道路保养得过程绝不为过, 二是, 受技术的限制, 由于没有先进的技术作为指导, 只能简单的处理。对于旧的路面虽然进行了改造, 但是下面的面仍旧是由裂痕存在, 对于路面的质量仍然得不到很好的保障。一般的情况下维修后的路面在受到外界压力的情况下, 会大大的降低所承受的压力。此外由于原来的部分与现在部分虽然经过处理了, 但是很难两者很好的融合在一起在外界因素的影响很容易出现路面变形的现象, 及影响美观又影响质量。对于以前的质量问题很容易再次出现。
2 混凝土路面改造的破碎新技术
2.1 MHB多锤头破碎技术
选用多锤头自动破碎机后部配置两排成对锤头, 能够在破碎机全宽范围之间进行不间断的破碎作业, 能够单独调整锤头的提升高度, 破碎动作的宽度一次性能够达到3.96m。经过破碎操作的混凝土路面粒径呈现由上到下逐步递增的状态, 上层小颗粒经过压实之后就能形成较为平整的路面, 这样一来就更容易进行摊铺作业, 而下层的大颗粒之间会形成嵌挤结构, 其强度往往会比普通粒料基层高上好几倍, 压实之后撒布透层油, 然后在透层油之上加铺沥青混合料面层。施工的时候, 需要注意的是, 应该从路面的高处往低处进行破碎操作, 这样才能有效地防止摊铺混合料之后影响排水系统的运行;在施工过程中, 严禁修整经过破碎的路面, 如果在压实之前发现5cm的凹地, 应该选用密级配碎石粒料进行回填作业, 然后才能压实;破碎后的路面路段万万不能开放交通。多锤头破碎技术适用于施工现场附近20m内不存在振动敏感型建筑物, 且路面质量等级要求较低的混凝土路面改造当中。
2.2 RMI共振破碎技术
共振破碎技术选用的是低幅、高频共振冲击锤, 能够调整振动锤头的振动频率, 使之接近与路面的固有频率, 然后激发锤头, 其下方的路面就会产生局部范围内的共振, 促使路面内部颗粒之间的内摩擦阻力快速减小, 直至崩溃, 这样就能较为轻松地将混凝土路面击碎。破碎之后的路面呈现出沙粒大小的状态, 最下方颗粒最大, 破碎颗粒的均匀性往往是一致的, 破碎颗粒呈现一定角度的互相啮合, 这样一来, 表面就更容易压平。由于共振破碎技术是工作头和局部路面之间的振动, 其高频低幅振动波会以较快的速度衰减, 传递范围极小, 通常是不会影响到施工现场附近2~3m之外的构件。
2.3 门板式打裂压稳技术
门板式打裂机配置了2.5m宽的板式冲击锤, 其锤头重量达到了5t, 因而具备了充足的能量导致路面形成全深度的开裂。施工的时候, 施工人员应该要控制好落锤提升的高度, 若是高度过高, 冲击力会过大, 容易导致面板严重破裂而发生过大的位移现象, 并会出现大量的碎屑;若是高度过低, 就不能达到打裂效果。在施工过程中, 施工人员还应该有效地控制每次冲击路面的行间距, 保持在40~60cm之间;打裂的速度应该维持500m/h, 完成打裂操作之后, 应该选用大于等于20t的胶轮压路机从边部往中部进行碾压作业, 遍数为3~5遍;压实完毕之后, 尚可在上面进行沥青混合料面层的摊铺操作。
2.4 冲击压实技术
通过特有的压实机, 对其要求比较严格, 既不能破坏原有的路面, 又要保证对新的路面压过的过程使其能够很好的具备稳定性能。这种技术所采用的压实机与旧的进行比照, 由传统意义上的圆形变成了多边形, 在运转的情况下能够很好的使压路机的面与地面进行有效地接触, 最大的好处在于能够使其反复的运动。对于地面的夯实更具效果。有时在施工的过程中会发现弹簧的现象, 对于这种现象一旦发生, 工作人员一定要把工作马上停下来, 对于反映问题的区域, 进行及时的处理, 把其中导致问题的碎石挖出, 对于此处的路面进行及时的处理, 平整之后先用传统的压实机进行底层的压实, 之后再用新式的压实机进行压实最表层的新铺物质。对于冲击压式技术在旧路的改造中有着很重要的意义, 尤其面对破坏比较严重的旧路面更能体现其效果。在现阶段的技术层次上不断地进行创新, 争取取得更好的效果。
结束语
随着经济的不断地发展, 我们的技术改革也取得了不小的成效。道路桥梁的建设关系着国计民生的大事, 路是今天生活中必不可少的。自从有人类起源的那一天起, 我们就面临着修路筑桥的艰巨的使命, 经过千百年的演变, 由初期的土路, 一步步的到今天的混凝土的道路, 是经过漫长的发展历程的, 在建造的过程中不断的演变, 改革创新一步步的走到今天, 很可能明天再去像今天的问题就是历史了。现阶段的我们做好自己的工作, 总结先人们的经验, 不断地革新, 就拿我们的破碎新技术来说, 已经取得了很大的突破在道路改建的过程中, 我们要继续的探索, 才能够真正意义上的谋求发展。我相信, 明天在我们公路建设中会有更多的技术被开发出来, 更好的服务于人们。
摘要：社会的进步必然会带动科学的发展, 在社会经济高速发展的今天, 对于各行各业都是不小的挑战, 要想谋求生存与发展就要不断地创新引领时代前行。在造桥修路的技术方面得到了很好的体现, 我们对路面破碎技术并不陌生, 通过运用这种技术对旧的水泥路面进行改造, 提高技术含量的同时也提高了工作的效率。本文就路面破碎技术的运用进行了与传统技术的对比, 以及一些方式的详尽阐述。
关键词：混凝土路面,改造,破碎技术
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路面破碎技术 篇2
将冲击破碎技术用于本路段旧水泥混凝土路面处理, 主要是利用其冲击能量和作用深度大的特点, 对旧水泥混凝土路面打裂、破碎, 从而减小板的有效面积, 充分释放内应力, 降低因温度、湿度应力变化和车辆荷载的综合作用下产生的板块位移, 从而解决反射裂缝等病害对加铺面层的早期损坏问题;在把旧水泥混凝土板快速打裂的同时, 将破裂板块稳固到旧基层或土基上, 为加铺层提供均匀稳定的支承体系。而且此处治技术施工时对交通影响小, 有利于环保且具有性能价格比高的优势。本文依托莲易公路旧水泥混凝土路面改造工程 (K1109+000～K1119+000路段) , 对采用冲击破碎技术处理旧水泥混凝土路面进行应用和探讨, 供我省高等级公路水泥混凝土路面改造决策和实施中参考。
1 工程概况
莲易公路旧水泥混凝土路面改造工程 (K1109+000～K1119+000路段) , 路线全长10 km, 是一个二级公路 (高等级公路) , 原设计按二级公路的标准, 路面仅11.6 m宽, 经多年使用, 旧水泥混凝土路面破损比较严重, 目前水泥混凝土路面板出现大量病害和缺陷, 主要有混凝土板破碎、角隅断裂、交叉纵横向裂缝、错台、脱空等, 在规范中水泥混凝土路面的所有缺陷在莲易路面上能够全部表现出来, 路面破损已非常严重, 难以提供快速、安全、舒适和经济的交通运输环境。
为了全面掌握旧水泥混凝土路面的破损状况, 修复前按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》对该路段进行了全面路况调查, 水泥混凝土路面状况评定为优和良所占的路段只占6.9%, 而评定为中及中以下的路段占93.1%。根据计算分析, 全路段水泥混凝土路面状况指数 (PCI) 为65.4, 断板率 (DBL) 为35.6%, 脱空板占64%以上。全路段路面状况评定为“差”级。对于这样的路面状况, 采取全路段修复或改善措施已成为必然。
2 采用冲击破碎技术处理旧水泥混凝土路面
鉴于该路段破损状况的严重性, 全面加铺已成必然。由于旧水泥混凝土路面本身承受正常交通荷载的能力几乎丧失殆尽, 所能利用的只是旧板的残余承载能力。本路段中, 破碎、沉陷随处可见, 板底脱空达50%以上, 如果采取常规的修补破碎板、板底压浆等方法处理, 是无法使整个旧路体系达到稳固状态的, 况且造价很高、耗时较长, 最好是采取彻底的处理措施。冲击破碎技术正好实现这种目标。
本工程采用单轮式四边形冲击压实机, 冲压遍数平均为10遍, 个别路段14遍, 最少8遍, 破碎后沉降平均0 cm～4 cm, 路面破裂形成从一点向周边辐射的网状, 而且裂缝形成良好的嵌锁状态, 从抽芯取样可以看到混凝土板内裂缝发育情况。
冲击压实遍数的多少和原路面混凝土板强度有关, 当混凝土板强度差, 在同样的压实遍数作用下, 破裂的裂缝明显, 裂缝宽;当混凝土板强度好, 则混凝土板出现的裂缝不明显, 高填方路基或原路基密实度欠佳的路段沉降量较大, 低填方路段沉降量较小。
从冲击压实的效果来看, 原路面整体沉降较明显, 形成网状、破裂块间相互嵌锁的裂缝, 彻底消除了旧板的脱空缺陷, 形成均匀稳固的支承层, 对旧基层和土基有一定的补压作用。
3 混凝土面板破碎后承载能力评定
现行沥青路面设计规范是以回弹模量表示结构层材料的刚度, 因此用大型承载板直接测定其回弹模量是一种常用方法。然而, 刚性承载板在碎石化混凝土层的表面通过逐级加载和卸载测出其回弹变形, 再经计算求得回弹模量, 这样不仅测定仪具十分笨重, 测定过程既费事又费时, 而且所测的数据有限, 可信度不高, 因而难以用来代表整个路段的刚度。
弯沉测定方法简单, 应用普遍, 更重要的是利用弯沉仪能够在整个路段进行大量的测试, 按式 (1) 计算其代表弯沉值:
lr= (l0+ZaS) K1K2K3 (1)
其中, lr为路段的代表弯沉值, 0.01 mm;l0为平均弯沉值, 0.01 mm;S为弯沉标准差, 0.01 mm;Za为保证率系数, Za取1.5;K1, K2, K3分别为季节影响、湿度影响以及温度修正系数。对于旧混凝土板块碎石化作为基层, 鉴于目前对其下面的基层与土基季节与湿度变化规律尚缺乏研究, 难以合理取值, 而表面所洒沥青贯入深度仅在5 cm范围, 可以不计温度影响, 故笔者认为作为破碎板块承载能力的估算, 上述有关系数都可暂不予考虑。同时由于所测数据多, 而这些弯沉值的变异系数高达40%～50%, 按上式计算是偏于安全的, 因此所测弯沉具有良好的代表性和可靠性。
按式 (2) 将所测路段的代表弯沉值换算成当量回弹模量Et:
Et=1 000 (2pδ/l0) m1m2 (2)
其中, p为标准轴载车型轮胎接地压强 (0.7 MPa) ;δ为标准轴载单轮传压面当量圆半径 (10.65 cm) ;l0为所测路面代表弯沉 (0.01 mm) ;m1为系数, 一般取1.1;m2为当量回弹模量扩大系数, 这里不考虑扩大, 即令其等于1, 同样偏于安全。
根据在莲易公路旧水泥混凝土路面改造工程 (K1109+000～K1119+000路段) 旧水泥混凝土路面冲击破碎路段所测弯沉数据, 将其分成3段计算得代表弯沉值, 并按式 (2) 计算得当量回弹模量, 结果见表1。
由表1所列当量回弹模量值可以看出, 它比较合理地反映了不同路段混凝土面板冲击破碎后实际的承载能力, 可作为加铺层结构厚度计算的依据, 而且所设计计算的厚度与实际相吻合。
4 沥青加铺层方案及使用效果
考虑到旧水泥混凝土路面、基层、路基的实际状况, 经冲击破碎处理后, 其整体可作为新加铺层的底基层, 故按照新建沥青路面结构层设计。采用冲击压实机破裂稳固旧水泥混凝土路面 (碎裂块度约30 cm) ;再撒布约1 cm厚的石屑填缝振压, 并开放交通碾压;基层采用4.5%水泥稳定碎石 (掺加1%粉煤灰) ;热沥青下封层;下面层为6 cm中粒式沥青混凝土AC-20;上面层为4 cm中粒式沥青混凝土AC-16。自竣工通车5年以来, 新基层下冲击压实处理后的水泥混凝土路面整体密实均匀、稳定性及整体性良好, 沥青混凝土路面表面平整, 路面只在部分路段出现一些裂缝和车辙, 主要是沥青混凝土本身引起的。根据《公路沥青路面养护技术规范》, 路面状况指数PCI=90.6, 按照规范中路面破损状况评价标准, 属于“优”等 (PCI≥85) 。
5 结语
对于旧水泥混凝土路面板破损严重且旧路基及基层较差时, 在加铺新结构层前, 采用冲击破碎技术破裂稳固旧水泥混凝土路面是一种彻底的处理方法, 能保证为新加铺层形成稳固的支承体系, 且施工方便、周期短、造价低。经冲击破碎技术处理后, 旧水泥混凝土路面整体作为路床或底基层, 按新建路面设计方法计算新加铺层结构是可行的。但冲击破碎技术是一种对原路面结构破坏性的处理方式, 因此在应用此项技术前必须明确其适用条件, 结合具体工程的实际情况灵活采用。
参考文献
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路面破碎技术 篇3
截至2007年底, 按交通部运输部发表的统计公报, 我国已经建成公路总里程为358.37万公里, 建成水泥混凝土路面84.85万公里, 沥青混凝土路面40.16万公里, 水泥路面已经占到高等级路面的67.88%, 成为占主导地位的高等级路面结构。广东省是国内铺筑水泥混凝土路面较多的省份, 目前约有水泥混凝土路面2万多公里, 目前已修复的已达500多公里。从经验上看, 我们成功地建造长寿命水泥路面太少。由于建设工期紧, 任务重, 受地质条件限制及经验不足等因素影响, 导致部分路段质量先天不足。加上近年经济发展迅猛, 车辆超载运输现象严重, 使早期铺筑的水泥砼路面出现板底脱空、板角断裂、路面沉陷、错台、严重破碎板及唧泥等病害。对此, 我省早期破损路面修复采用“置换板修补法”, 但因此方法在施工中存在安全隐患多, 置换板结构层底下易积水、财力物力耗费大、废料无法再生利用及影响环境保护等弊端。这些因素使得高等级公路的决策者和建设者产生了不少畏难情绪, 丧失了在高速公路上建好水泥路面的信心。
2 水泥混凝土路面病害的简要分析
水泥混凝土路面早期破坏的面板即非厚度问题, 也不是强度问题, 主要是由于各结构层的脱空, 形成脱空的原因有多种, 有结构层之间的变形极不协调, 或是路面缩缝、胀缝处渗水导致基层顶面积水, 在路面荷载冲压作用下产生唧泥并形成脱空也有可能是基层产生不均匀沉降导致局部脱空。
3 冲击破碎技术的介绍
为了解决旧混凝土路面维修上的难题, 冲击破碎稳压技术也就适时而生了, 冲击破碎是在滚动冲击的作用下在板上形成紧密的裂缝, 从而形成镶嵌作用。以部分结构性的损失来换取传荷能力的增强。另一方面, 压稳则消除板下的脱空, 恢复了基层对水泥混凝土块的支承作用。同时, 对板块进行高能量的冲击打压, 可以对土基和基层进行补充压实, 彻底解决工后沉降的问题。对于非结构性病害的混凝土路面, 只需将旧路面打裂成不超过60cm×60cm的小块即可。而对于有结构性病害的混凝土路面, 则需将旧路面进行打碎压稳并以测试路面的沉降为指标, 具体操作为当每次破碎压实数遍后, 不断地测试路面的沉降, 沉降会随着冲击破碎压实的遍数而减少。当沉降减少到允许的范围时, 所击打的遍数就可作为这个工程所需要的遍数了。破碎以后, 在合格的被打裂的混凝土面板上, 先铺设一层沥青混凝土, 经初步平整后, 喷上沥青粘结层和土工布, 最后再铺沥青混凝土面层或新水泥混凝土板。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》 (JTGD40-2002) 规定:旧水泥混凝土路面层损坏状况等级为差时, 宜将混凝土板破碎成小于40cm的小块, 用作新建路面的底基层或垫层, 并应按新建水泥混凝土路面或沥青砼路面类型进行设计。从大量的工程实践及国内外的大量实例证明, 冲击破碎是一种有效处理旧水泥混凝土路面的方法。
4 冲击破碎压实机impactor2000的介绍
4.1 工作原理
该机器通过美国产220马力牵引拖拉机牵引四边形的冲击破碎压实滚筒, 利用滚筒碾滚时重心高度变化产生的冲击力, 进而产生强大的向下作用的冲击波向地层深处传播。该冲击波具有地震波的传播特性, 使路基压实深度随碾压遍数递增而产生压实作用。同时, 由于该机四边形碾滚筒上凸齿的作用, 凸齿面积小, 冲击作用力大而产生破碎功能。
4.2 技术性能
(1) 高度1.956m、宽度2.565m、长度5.864m、重量12.7吨; (2) 每秒最高击打次数为2次; (3) 最高行驶速度为压实时13公里/小时, 破碎时11公里/小时; (4) 压实功率为30k焦耳/击打; (5) 有效压实宽度为2.13m; (6) 压实厚度为0.3m~1.2m (视土壤的种类和含水量而定) ; (7) 压实能力为每小时994m3~11927m3 (视土壤的种类和含水量而定) ; (8) 液压系统压力为15.5Mpa。
4.3 主要特点
高振幅、低频率、行速快。据相关介绍, 美国工程兵与1987年应用冲击压实破碎机和振动压路机在非粘和低粘性土壤进行对比实验, 得出冲击压实破碎机每分钟的压实能力相当于普通振动压路机的5.7倍。
5 冲击破碎技术的价值分析
实际工程中, 一台impactor2000机器每天可完成冲击压实破碎旧水泥路面10000余m3, 而采用常规人工配合机械击碎挖除路面按30人一个工班作业, 每天仅能完成80m3~100m3。由此可见冲压破碎机器作为一种高效的施工机械, 大大得提高了旧混凝土路面维修的进度, 缩短工期。
实际工程中, 使用冲击破碎机比一般的机轧碎石费用每平方米低约10元。施工成本低, 经济效益显著。并且破碎的旧混凝土的再生利用具有明显的环保和经济优势, 避免了资源的浪费。同时, 经冲击压实破碎后的路基强度基本均衡, 经回弹模量的测定, 也满足路面底基层的设计要求。
冲击破碎比传统的换板维修方法的另一个优势是可保证交通畅通。由于传统的维修方式需要封闭交通, 而且时间较长, 对于国道和省道的维修将严重影响社会经济效益。而冲击破碎后的路面仍能保持基本平整, 可以确保道路的安全畅通。
由上分析可见, 运用冲击破碎技术在旧路维修上具有明显的社会及经济效益, 符合建设节约型、环保、6可持续发展的要求。
6 结语
应用冲击压实破碎机重铺水泥砼路面是近年来国内公路系统的一项新设备、新技术、新工艺、国内部分省市在应用美国impactor2000破碎机后评价良好, 压实后重铺的路面、路基密实度好, 各结构层结合紧密, 铺后的路面均未出现板底脱空等病害。经多次实践证明, 美国impactor2000破碎压实机器是专门为旧水泥混凝土面板破碎而设计诞生的一种机械, 相关对比试验已充分表明, impactor2000比其他同类冲击破碎机器效果更好。应用此设备在维护旧水泥路面板上具备良好的社会和经济效益, 且该技术和机器已在美国水泥混凝土路面的维修上广泛应用。在目前交通事业蓬勃发展的中国, 该项技术和机器具备良好的推广价值。
摘要：通过对冲击稳压破碎技术及破碎机械的介绍, 表明此项新技术和新机械可以在旧水泥混凝土路面的维护上获得良好的社会及经济效益, 可以达到节省工程成本, 提高施工进度, 有利于环保的目的。
关键词：冲击稳压破碎技术,impactor2000
参考文献
[1]公路冲击碾压应用技术指南[M].人名交通出版社.
路面破碎技术 篇4
1 选材
四川地区地貌地形复杂,公路建设难度大、任务重。特殊的自然环境使四川地区拥有大量的砾石资源,若将其应用到公路建设中,将大大降低工程造价,所以,对破碎砾石粗集料特性及其混合料路用性能进行研究有较大的经济价值和社会效益。本文室内试验选用砾石来自四川省,表面光滑,纹理较差,磨圆度好,粒径大小不一,质地坚硬,主要有颜色偏黄白和黑色的两种母岩,X射线衍射法岩性分析可知,该砾石主要的矿物组成为石英(大于90%),酸碱性检测中SiO2含量大于90%,呈酸性。
2 破碎方式
目前,人们采用的破碎方式主要有挤压、劈裂、折断、磨碎和冲击几种。本文室内试验所用破碎设备主要为颚式破碎机,石料进入破碎腔受到挤压、劈裂、弯曲和冲击的作用而被破碎并排出,破碎比为4～6。根据破碎石料的类型、硬度、含水量、含硅量及破碎前的平均粒度、成品粒度以及各个粒度范围的比例要求、成品的用途来选择破碎参数,如确定活动鄂板与固定鄂板的距离。
3 试验结果及分析
本文在室内对所选用的同一批砾石分别进行了不同次数的破碎,然后经筛分为单粒级,进行集料试验,根据结果分析不同破碎次数下石料的加工特性指标变化情况。
3.1 针片状
针片状颗粒反应集料的形状和抗压碎能力,本文采用游标卡尺法测定其针片状含量。
由图1知,破碎并筛分后得到的三种粒径的集料,在破碎次数增加后,其针片状含量也在逐步减小,这可以说明重复破碎是减少石料针片状的有效途径,其中破碎三次时,13.2mm粒径的砾石针片状含量非常小,几乎为零,而4.75mm粒径的砾石针片状含量为11.1%,与第一次破碎时的54.6%相比,大大降低,同一粒径二次破碎与一次破碎结果差别较大,而三次破碎后同一粒径的针片状含量基本趋于稳定;比较同一破碎次数时针片状含量情况发现,粒径越小的颗粒其针片状含量反而越大,如一次破碎后4.75mm粒径的针片状含量是13.2mm粒径的4.3倍,破碎两次时,4.75mm粒径的针片状含量是13.2mm粒径的16.8倍,这说明粒径越大,针片状含量的锐减幅度越大。分析其原因:在破碎设备设置一定的情况下,小粒径的颗粒受到外力挤压而进一步变形的可能变小,较大颗粒会持续受力,变为更小颗粒。
3.2 破碎面
破碎面越多,对应集料的粗糙度越好,与沥青的黏结越好,集料之间的嵌挤能力也越强。
由图2知,随着破碎次数的增加,同一粒径下的集料颗粒其破碎面含量也增加,并且仅粒径为16mm的颗粒经三次破碎后的破碎面颗粒含量小于90%,其余粒径经三次破碎后的含量均大于90%;在相同破碎次数下,两个以上破碎面的颗粒含量随着破碎砾石粒径的减小而呈增加的趋势。另外,粒径越小,其破碎面含量随着破碎次数增加的幅度越小,分析其原因是粒径越小,颗粒受力而新增破碎的数量变少。
3.3 压碎值
集料压碎值主要用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力,是表征石料力学性能的指标,以评定其在公路工程中的适用性。
由图3知,随着破碎次数的增加,压碎值呈减小的趋势,即集料的抗破碎能力增大,这主要是其中的针片状含量减少了的原因。但是变化值不是很明显。
3.4 磨耗值
磨耗值是集料使用性能的重要指标,尤其是当作为沥青混合料面层集料使用时,它与沥青路面的抗车辙能力、耐磨性、耐久性等指标密切相关。本文采用粒度类别C,且4.75～9.5mm和9.5～13.2mm各取5000g。
由图4知,破碎砾石的磨耗值受破碎次数的影响并不明显,或大或小,幅度很小;粒径大的集料耐磨性较好,即粒径大的磨耗值小于粒径较小的。
3.5 黏附性
集料与沥青的黏附性反映沥青混合料的抗水剥离能力,本文采用水煮法,判定结果见表5。
由图5知,破碎次数对黏附性影响很小,且黏附性等级比较低。本文同时试验了不同岩石与沥青的黏附性,做横向比较,具体结果如表6所示。
由表6知,破碎砾石的粘附性等级与花岗岩相近。由岩性分析知,本文所选用的砾石偏酸性。酸性石料由于与集料主要是发生物理吸附作用,很少发生化学吸附作用,因而与沥青的黏附性较差。破碎三次后砾石与沥青的黏附等级为3级,而掺加抗剥落剂后可以提高至4级。
3.6 棱角性
细集料的棱角性指标可以用来评定细集料的表面构造和粗糙度,预测细集料对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能的影响。
由图5知,随着破碎次数的增加,流动时间越来越短,这表明细集料的棱角性随着破碎次数的增加而减低。但是,从整体上来看,破碎次数的增加对棱角性的影响不是很明显,也就是说,破碎次数增加到一定数目,细集料的棱角性趋于稳定,几乎不再变化。
4 指标汇总
上面的实验数据与沥青路面施工技术规范对比时可得出:本文所选的砾石经破碎后的指标可以满足各等级沥青路面层次对集料的要求,并且随着破碎次数的增加,集料的性能趋于稳定。为便于石料选取,现将破碎砾石的物理检测指标汇总如表8所示。
破碎三次后的集料可以用于高等级公路沥青路面。但是针对某些指标应特别注意,必要时采取相应措施。如,若砾石属于酸性石料,与沥青的黏附性较差,应了解当地年降雨量,掺加一定数量的抗剥落剂。
5 结语
通过前面对破碎砾石的实验分析,其检测指标满足高等级公路路面的要求。这里的关键是砾石的破碎工艺的设计和实施。可以认为,该试验所分析的数据及结果具有一定的现实意义。而砾石资源在沥青路面面层领域的应用,将会带来巨大的经济与社会效益。
摘要：讨论了砾石资源用于公路沥青路面面层的必要性,并且通过破碎砾石的加工及相关集料试验验证其可行性,分析了砾石用于沥青路面的加工要求,得出满足不同公路等级和路面层次的指标适用性划分,为砾石资源的广泛应用提供科学依据。
关键词：破碎砾石,沥青路面,集料
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路面破碎技术 篇5
(一)水泥混凝土路面再生利用的必要性
近几年来,随着经济的不断发展,道路工程发展迅速,高等级公路越来越普及,对于道路路面的质量要求也越来越高。与此同时,一方面是水泥混凝土路面的缺点日益显现,其较弱的抗拉能力使得路面病害越来越严重,常规的路面养护已经不能挽救水泥混凝土路面的病害;另一方面如果对旧水泥混凝土路面板进行彻底挖除,不仅耗费大量的人力、物力,而且还污染环境,造价很高。因此,水泥混凝土路面的再生利用可以同时有效地兼顾到这两个方面,即对原来的旧水泥混凝土路面板,直接进行破碎处理,作为新路面结构层的垫层使用,然后再进行铺筑新路面基层和面层,最终形成新的路面结构,投入交通使用。
(二)水泥混凝土路面再生利用的含义
水泥混凝土路面的再生利用就是运用破碎机械对旧水泥混凝土路面进行破碎,使原来的旧水泥混凝土板的应力得到有效地释放,使反射裂缝被彻底的消除。在对水泥混凝土路面进行破碎之后,再用压路机对其进行碾压,最后在上面加铺新路面结构层。对于旧水泥混凝土路面的再生利用主要是就地破碎利用或挖除集中破碎利用两种方法。目前主要的水泥混凝土路面破碎技术主要是碎石化、打碎压稳以及打裂压稳等。其中碎石化技术的应用最为广泛,这种技术的广泛应用,对于资源的节约以及减少环境的污染都有明显的效果。
(三)存在的问题
一方面,在对旧的水泥混凝土路面进行就地破碎利用作为新路面垫层之后,新路面的标高提高会比较大,导致和其它的道路交叉处以及沿线的结构物出现高程处理问题;另一方面,如果回收利用旧的水泥混凝土路面板加工生成碎石材料,用于新路面垫层或底基层材料中,导致旧混凝土路面板的回收、运输、堆放和加工破碎等费用的适当增加,涉及工程建设成本的控制问题。
二、水泥混凝土路面的再生利用施工工艺
(一)水泥混凝土路面再生利用的破碎技术
1.碎石化技术的原理及其应用
碎石化技术的原理,即通过运用特殊的大型机械设备对旧水泥混凝土路面进行破碎,在破碎的过程中使旧水泥混凝土路面板的应力得到释放,从而有效地避免出现反射裂缝的问题。
碎石化技术就是破碎机械把旧水泥混凝土路面的面板在原来的位置上进行破碎的一种常见的技术。旧水泥混凝土路面板在被破碎之后,极容易形成密度较高、内部结构较稳定以及紧密性较好的材料,这些材料可以直接作为新路面结构层的垫层。这样做的好处是不仅降低了施工的难度和成本付出,减少了对环境的污染,而且把对交通的影响降到最低。
碎石化技术的工作流程如下:首先利用破碎机械打碎旧水泥混凝土路面板,然后利用Z形压路机在已被打碎的旧混凝土路面上进行压实,再利用钢轮压路机对其进行震动压实形成垫层,最后在垫层上进行新路面结构层基层和面层的加铺施工。
2.碎石化技术的应用中所要注意的问题
在应用碎石化技术之前,要首先对填缝料以及沥青材料等杂物进行清除,将被严重破碎出现淤泥的板块挖除后再进行回填碎石。同时,要结合施工图纸对隐蔽的构筑物进行详细调查,保证不会因为施工造成一些隐蔽构筑物的损坏。在施工时,要注意进行交通封闭,等完成全部的新路面结构层以后才允许车辆通行。在施工过程中要时刻注意质量控制,对于破碎的粒径以及碾压的顺序和次数进行控制,对路面的破碎程度进行不定期的检测,一定要注意保证旧混凝土路面板块的破碎质量。
(二)水泥混凝土路面再生利用的现场铺筑
首先,在路面标高提高不影响,允许提高标高的路段。就地充分利用旧水泥混凝土路面,并对局部破损严重的水泥混凝土路面进行挖除处理之后,才开始对旧水泥混凝土路面进行统一破碎,直接作为新路面结构层的垫层使用,再在上面铺筑新路面基层和面层。在铺筑新路面结构层之前,必须对垫层进行检测,保证其弯沉、压实度、平整度和破碎程度等符合设计要求。
其次,路面标高提高影响较大的,不允许提高标高的场镇路段和不允许增加重量的桥梁上。对旧水泥混凝土路面结构层进行统一破碎挖除至设计标高后,再铺筑新路面结构层,并接顺纵面线形。破碎挖除的旧水泥混凝土路面采用统一集中堆放,然后加工成碎石材料,再添加适当新料掺配成符合设计要求的垫层材料,达到再生利用的目的。
(三)水泥混凝土路面再生利用的施工控制
在对旧水泥混凝土路面进行施工之前,要充分地了解施工沿线的情况,尤其是对填土厚度不足1m的涵洞、桥梁以及板涵进行充分地分析检测,还要对这些地段做出特殊标记,进行破碎过程中,不可对这些地段进行多锤头的破碎,防止隐蔽的构造物受到破坏。在对旧水泥混凝土路面进行破碎之前,要选定一部分路段作为试验路段,等到确定好多锤头提升的高度以及破碎机行走的速度后,再对整个旧水泥混凝土路面进行破碎,这样能够较好地保证破碎的效果。
在对距离民房,尤其是破旧的房屋不足10m的路段进行施工作业时,一定要预先告知居民,在施工过程中要随时观察房屋是否受到施工的影响,与此同时还要对多锤头的施工参数进行适当的调节,尽量减少对居民房屋的施工影响,或采用单锤头机械进行破碎。
在不允许采用多锤头破碎的地方可采用单锤头机械进行破碎,单锤头破碎对周边的构造物破坏影响较小,但工作效率不高,对工程进度影响较大。
在施工中,如果水泥混凝土的板块脱空、破碎或者面板的下方有积水,事先一定要做好排水处理,防止出现泥浆问题难以排水。
在对旧水泥混凝土路面完成破碎后,要首先用细粒料对已被破碎的旧水泥混凝土路面进行封面碾压之后,再在上面铺筑新路面结构层的基层和面层,这样做能够更好地确保垫层的结板成型。
(四)水泥混凝土路面再生利用的检测
旧水泥混凝土路面再生利用作为新路面结构层垫层的检测包括弯沉、压实度、破碎程度以及承载板试验检测等多个方面。其中,最主要的技术难点是旧水泥混凝土路面板碎石化后承载板试验,测取碎石化路面垫层的回弹模量的检测。
三、旧水泥混凝土路面再生利用的评价分析
旧水泥混凝土路面在破碎之后直接使用作为新路面结构的垫层,为新路面结构提供了一个非常具有柔性的垫层结构,最大限度的避免了反射裂缝影响垫层以上新路面结构层。因为旧水泥混凝土路面碎石化后,为新路面结构层起到隔离层的作用,确保了新路面结构层的后期稳定性和质量,对于延长再生路面的使用寿命起到了很好的作用。
旧水泥混凝土路面的再生利用有效地解决了水泥混凝土路面的改造中常常出现的浪费资源、污染环境、低效率、高成本的缺点,实现了资源的循环利用。如果将水泥混凝土废弃不用,不仅在对废弃水泥混凝土块的运送过程中产生大量的粉尘、杂物以及噪声,对沿途的居民产生严重的危害,而且水泥混凝土属于无机材料,在自然条件下难以分解,最终还会污染环境。旧水泥混凝土路面破碎再生利用,除了可以节约大量的施工资金、降低施工难度之外,还可以在一定程度上解决城市的废弃物乱堆乱放现象,减少占地,在一定程度上实现了建筑资源环境的可持续发展,从而为保护生态环境做出一定的贡献。
结语:
长期以来,由于水泥混凝土路面在营运过程中出现的病害比较多,后期养护成本高、维修难度较大等不利因素对于水泥混凝土路面可再生技术的建设与发展起到了一定程度的推动作用。近几年,沥青混凝土路面的不断推广,为水泥混凝土路面再生利用带来新的发展机遇。在这种形势下,对水泥混凝土路面的再生利用技术进行深入研究,有效地解除了困扰公路建设多年的水泥混凝土路面的重建整修问题,对公路建设带来了极大的推动作用。
参考文献
[1]侯航舰,周文献.水泥混凝土路面寿命周期费用分析养护决策研究[J].郑州大学学报(工学版),2009(02)
[2]刘建奇.旧水泥混凝土路面改造新技术—共振破碎技术的应用[J].交通世界(建养机械),2009(06)
破碎顶板综合防控技术 篇6
淮北岱河矿业1965年12月25日建成投产。原名为淮北矿业集团有限责任公司岱河煤矿, 2011年矿井破产改制重组后更名为淮北岱河矿业有限责任公司, 核定生产能力100万吨/年。企业先后荣获“全国先进基层党组织”、“全国环境优美工厂”、“全国双十佳煤矿”、“安徽省文明单位”等省部级120余项荣誉称号。全矿井2个采煤工作面生产、6个掘进队生产准备。
破碎顶板管理是矿井顶板管理的重点难点, 岱河矿业井下地质条件复杂, 采掘工作面逮破碎顶板施工, 经常发生顶板掉顶, 掉顶后接顶既困难又不安全, 而且影响工程进度, 给顶板管理带来较大的难度。
2 成果主要做法
2.1 每周根据工作面平剖面图, 及时下发顶板管理预警, 指导施工单位及时补充针对性安全技术措施。
2.2 采煤工作面遇破碎顶板具体办法:
2.2.1 加强初撑力管理, 坚持三补液, 确保支柱初撑力及工作阻力均不低于50KN/棵。
2.2.2 工作面棚距控制在750～800mm, 进宽低于1.05m。
2.2.3 工作面每棚过顶塘材不低于6根, 并要均匀布置, 或者使用塘材笆或者板皮过顶;网与网之间孔孔绕栓, 每隔3～4个孔2打一死结。
2.2.4 放炮前要对煤帮支柱补液, 防止支柱被崩倒。
2.2.5 先扒窝窜梁后方准放松动底炮, 松动底炮装药量低于0.15kg/眼。
2.2.6 放炮后及时撅棚维护, 使用板皮或者大板护稳顶后方准放下一茬炮。
2.2.7 回柱窜梁必须回一棚窜一棚, 严禁一次多回。
2.2.8 窜梁后及时支设临时支柱, 提高主梁支撑力。
2.2.9 按要求超前联半峒网, 并使用塘材笆结合两到三根塘材背实背严帮, 严禁片帮。
2.2.1 0 如掉顶时必须使用木料接实解严顶, 严禁空顶、瞒顶。
3 掘进工作面破碎顶板管理办法
3.1 掘进工作面施工顶板破碎段时严禁空顶作业, 严格执行敲帮问顶制度。
打眼前、装药前、放炮后及支护进行过程中, 都必须进行敲帮问顶。敲帮问顶要指派有生产经验的人员进行, 并有专人监护。浮矸危石清理干净, 在确保安全的条件下, 方可进行其它作业。如处理危石可能发生危险时, 必须采取安全措施。找顶工作必须遵守下列规定:
(1) 找顶工作应由两名有经验的人员担任, 一人负责找顶, 另一人负责观察顶板和后路情况。找顶人员应站在安全地点操作, 观察人员站在找顶人员的侧后面, 并保证退路畅通。
(2) 找顶应从有完好支护的地点开始, 应由外向里、先顶部、后两帮, 依次进行。找顶范围内严禁其他人员进入。
(3) 找顶人员应戴手套。用长柄工具找顶, 应防止煤 (矸) 顺杆而下伤人。
(4) 顶、帮遇有大块断裂煤 (矸) 离层时, 应先设置临时支护, 保证安全后, 再顺着裂隙慢慢地找下, 不得硬刨硬挖。
3.2 揭煤、顶板破碎段施工时, 要逐棚架设, 原则上手、风镐作业。
如果需要放下部岩石炮时, 顶部先打密集撞楔 (采用1寸尖头管子) 超前护顶 (数量以封住顶为原则, 撞楔必须打入煤岩体内, 深度不得低于800mm) , 用风镐挖出梁道, 窜好前探梁, 放上梁子过顶严实接上劲后, 再打下部炮眼, 放松动炮, 煤层内不得布置炮眼撞楔无法打入煤岩体时, 先用风锤或其它钻具打好眼再穿管子护顶。
3.3 施工过程中, 迎头不得留有伞岩, 空顶距大于200mm时, 必须及时将前探梁窜至煤壁, 放好过顶料, 超前护顶, 以防掉落矸石伤人。
3.4 当顶板压力显现较明显时, 需及时缩小棚距或架对棚施工, 以减小空顶距和增加支护强度。
后路压力大, 棚子变形严重, 要采取套棚、打托棚、打锚杆 (索) 等措施, 进行补强支护。
4 效果效益分析
岱河煤矿从2010年开始应用破碎顶板综合防控技术, 经过实践证明, 现场施工效果良好, 基本上控制了漏掉顶现象, 具有很高的推广应用价值
参考文献
[1]钱鸣高, 刘听成.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社.2003.
[2]蒋金泉, 韩继胜, 石永奎.巷道围岩结构稳定性与控制设计[M].北京:煤炭工业出版社.1998.